JPH06148070A - 同位体比分析方法および装置 - Google Patents
同位体比分析方法および装置Info
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- JPH06148070A JPH06148070A JP29561092A JP29561092A JPH06148070A JP H06148070 A JPH06148070 A JP H06148070A JP 29561092 A JP29561092 A JP 29561092A JP 29561092 A JP29561092 A JP 29561092A JP H06148070 A JPH06148070 A JP H06148070A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 測定同位体比の温度変動を補正して高精度で
同位体比を測定して分析することができる同位体比分析
方法および装置を提供する。 【構成】 第１および第２の温度変化率演算装置１０、
１１で第１および第２の同位体における吸収強度の第１
および第２の温度変化率を求め、試料ガスを通過してき
た光を検出する光検出器５の出力に基づいて光吸収強度
測定装置１２で第１および第２の同位体の光吸収強度測
定値を求め、温度センサ８で試料ガスの温度を検出して
温度測定値を求める。光吸収強度補正装置９は、温度測
定値と第１および第２の温度変化率に基づいて第１およ
び第２の変動値を求めると共にこれらの変動値により第
１および第２の光吸収強度測定値を補正する。
同位体比を測定して分析することができる同位体比分析
方法および装置を提供する。 【構成】 第１および第２の温度変化率演算装置１０、
１１で第１および第２の同位体における吸収強度の第１
および第２の温度変化率を求め、試料ガスを通過してき
た光を検出する光検出器５の出力に基づいて光吸収強度
測定装置１２で第１および第２の同位体の光吸収強度測
定値を求め、温度センサ８で試料ガスの温度を検出して
温度測定値を求める。光吸収強度補正装置９は、温度測
定値と第１および第２の温度変化率に基づいて第１およ
び第２の変動値を求めると共にこれらの変動値により第
１および第２の光吸収強度測定値を補正する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試料に光を照射しその
光吸収強度より同位体を分析する装置に関し、試料ガス
の温度変動による同位体比の測定誤差を補正する方法お
よび装置に関するものである。
光吸収強度より同位体を分析する装置に関し、試料ガス
の温度変動による同位体比の測定誤差を補正する方法お
よび装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】同位体を用いたトレーサは、医学分野で
は病気の診断応用として、農業分野では光合成の研究・
植物の代謝作用の研究、地球科学分野では生態系のトレ
ースに利用されている。
は病気の診断応用として、農業分野では光合成の研究・
植物の代謝作用の研究、地球科学分野では生態系のトレ
ースに利用されている。
【０００３】この様な用途に使われる同位体としては、
窒素、炭素、水素等がある。特に炭素では炭素の質量数
が１２（以下単に12Ｃと略記する）と炭素の質量数１３
（以下単に13Ｃと略記する）の安定同位体がありこの安
定同位体は放射性同位体のように放射線被曝がなく取扱
が容易であり医学分野で利用が積極的に研究されてい
る。以下同位体分析の代表例として炭素の同位体分析
（試料ガスはＣＯ2 ）について説明する。
窒素、炭素、水素等がある。特に炭素では炭素の質量数
が１２（以下単に12Ｃと略記する）と炭素の質量数１３
（以下単に13Ｃと略記する）の安定同位体がありこの安
定同位体は放射性同位体のように放射線被曝がなく取扱
が容易であり医学分野で利用が積極的に研究されてい
る。以下同位体分析の代表例として炭素の同位体分析
（試料ガスはＣＯ2 ）について説明する。
【０００４】従来このような用途の炭素同位体比分析装
置として、発光スペクトル幅の非常に狭い半導体レーザ
を波長可変光源として用いて、そのレーザ光を試料に照
射し、12ＣＯ2 と13ＣＯ2 の光吸収線が相互干渉しない
光吸収線を測定し、12ＣＯ2と13ＣＯ2 の光吸収強度よ
り12ＣＯ2 と13ＣＯ2 の存在比の変化を高精度にトレー
スするものがある。半導体レーザは半導体レーザの温度
および駆動電流を精密に制御することにより容易に波長
可変光源となる。
置として、発光スペクトル幅の非常に狭い半導体レーザ
を波長可変光源として用いて、そのレーザ光を試料に照
射し、12ＣＯ2 と13ＣＯ2 の光吸収線が相互干渉しない
光吸収線を測定し、12ＣＯ2と13ＣＯ2 の光吸収強度よ
り12ＣＯ2 と13ＣＯ2 の存在比の変化を高精度にトレー
スするものがある。半導体レーザは半導体レーザの温度
および駆動電流を精密に制御することにより容易に波長
可変光源となる。
【０００５】従来の炭素同位体比分析装置の概略ブロッ
ク図を図３に示す。１は半導体レーザ、２は試料セル、
３は試料ガス導入口、４は試料ガス排出口、５は光検出
器、６は半導体レーザの温度制御部、７は半導体レーザ
の電流制御部である。
ク図を図３に示す。１は半導体レーザ、２は試料セル、
３は試料ガス導入口、４は試料ガス排出口、５は光検出
器、６は半導体レーザの温度制御部、７は半導体レーザ
の電流制御部である。
【０００６】半導体レーザ１は温度制御部６により選択
された12ＣＯ2 と13ＣＯ2 の光吸収線近辺を帰引するよ
うに温度帰引される。また、電流制御部７により適当な
光出力となっている。このように波長帰引された半導体
レーザ１からのレーザ光りは試料セル２に入射される。
試料セル２内には同位体測定を目的としたＣＯ2 ガスが
試料ガス導入口３より導入されている。試料セル２に入
射されたレーザ光はＣＯ2 ガスと相互作用し吸収され
る。試料セル２からの出射光は光検出器５で検出され
る。このような手段で図２に示すような12ＣＯ2 と13Ｃ
Ｏ2 の光吸収線が測定される。測定された吸収線より光
吸収強度を求め両吸収強度の比より同位体比が求まる。
吸収強度は図２に示すような吸収線より吸収が最大であ
る場合の光強度Ｉとその波長で吸収がない場合の光強度
Ｉ0 より式ｌｎＩ／Ｉ0 にて求める。吸収が弱い場合は
Ｉ0 −Ｉでも良い。又、吸収線より吸収量（図４の斜線
部分）を求めて吸収強度としてもよい。測定終了後は試
料ガス排出口４より試料ガスを排出する。
された12ＣＯ2 と13ＣＯ2 の光吸収線近辺を帰引するよ
うに温度帰引される。また、電流制御部７により適当な
光出力となっている。このように波長帰引された半導体
レーザ１からのレーザ光りは試料セル２に入射される。
試料セル２内には同位体測定を目的としたＣＯ2 ガスが
試料ガス導入口３より導入されている。試料セル２に入
射されたレーザ光はＣＯ2 ガスと相互作用し吸収され
る。試料セル２からの出射光は光検出器５で検出され
る。このような手段で図２に示すような12ＣＯ2 と13Ｃ
Ｏ2 の光吸収線が測定される。測定された吸収線より光
吸収強度を求め両吸収強度の比より同位体比が求まる。
吸収強度は図２に示すような吸収線より吸収が最大であ
る場合の光強度Ｉとその波長で吸収がない場合の光強度
Ｉ0 より式ｌｎＩ／Ｉ0 にて求める。吸収が弱い場合は
Ｉ0 −Ｉでも良い。又、吸収線より吸収量（図４の斜線
部分）を求めて吸収強度としてもよい。測定終了後は試
料ガス排出口４より試料ガスを排出する。
【０００７】本例では、光検出器５で試料セル２の透過
光を検出して吸収線を求めているが、電流制御部７の電
流に変調をかける等で半導体レーザ１に周波数変調をか
け、光検出器５の出力信号をロックイン増幅器を用いて
変調信号と同期検波することにより更に、高感度に吸収
線検出できる。
光を検出して吸収線を求めているが、電流制御部７の電
流に変調をかける等で半導体レーザ１に周波数変調をか
け、光検出器５の出力信号をロックイン増幅器を用いて
変調信号と同期検波することにより更に、高感度に吸収
線検出できる。
【０００８】このように、12ＣＯ2 と13ＣＯ2 の相互の
吸収線が干渉しない両吸収線を選択し、また小型・信頼
性の高い半導体レーザ用いているので、同位体比を高精
度で測定でき、信頼性の高い炭素同位体分析装置とな
る。
吸収線が干渉しない両吸収線を選択し、また小型・信頼
性の高い半導体レーザ用いているので、同位体比を高精
度で測定でき、信頼性の高い炭素同位体分析装置とな
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の炭素同
位体比分析装置においては、試料セル１２内の試料ガス
の温度が変動すると同位体比の測定誤差が増加すること
が分かった。これは、試料ガスの温度変動により吸収強
度が変わるが、12ＣＯ2 ，13ＣＯ2 それぞれの吸収強度
の温度依存性が異なるからである。前記したような分野
での用途では。ＣＯ2 の温度は測定環境により変わるの
が通常であって同位体比の測定誤差は増加する。
位体比分析装置においては、試料セル１２内の試料ガス
の温度が変動すると同位体比の測定誤差が増加すること
が分かった。これは、試料ガスの温度変動により吸収強
度が変わるが、12ＣＯ2 ，13ＣＯ2 それぞれの吸収強度
の温度依存性が異なるからである。前記したような分野
での用途では。ＣＯ2 の温度は測定環境により変わるの
が通常であって同位体比の測定誤差は増加する。
【００１０】本発明の課題は、測定同位体比の温度変動
を補正して高精度で同位体比を測定して分析することが
できる同位体比分析方法および装置を提供することにあ
る。
を補正して高精度で同位体比を測定して分析することが
できる同位体比分析方法および装置を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、試料ガ
ス中の同位体の光吸収強度により同位体比を分析する同
位体比分析方法において、第１の同位体における吸収線
の吸収強度の第一の温度変化率を求め、第２の同位体に
おける吸収線の吸収強度の第２の温度変化率を求め、試
料ガス中の第１および第２の同位体の光吸収強度を測定
して第１および第２の光吸収強度測定値を求め、これら
の第１および第２の光吸収強度測定値を求めるのと同時
に試料ガスの温度を検出して試料ガス温度測定値を求
め、この試料ガス温度測定値と前記第１および第２の温
度変化率に基づいて第１および第２の変動値を求め、か
つ、これらの第１および第２の変動値により前記第１お
よび第２の光吸収強度測定値を補正することを特徴とす
る同位体比分析方法が得られる。
ス中の同位体の光吸収強度により同位体比を分析する同
位体比分析方法において、第１の同位体における吸収線
の吸収強度の第一の温度変化率を求め、第２の同位体に
おける吸収線の吸収強度の第２の温度変化率を求め、試
料ガス中の第１および第２の同位体の光吸収強度を測定
して第１および第２の光吸収強度測定値を求め、これら
の第１および第２の光吸収強度測定値を求めるのと同時
に試料ガスの温度を検出して試料ガス温度測定値を求
め、この試料ガス温度測定値と前記第１および第２の温
度変化率に基づいて第１および第２の変動値を求め、か
つ、これらの第１および第２の変動値により前記第１お
よび第２の光吸収強度測定値を補正することを特徴とす
る同位体比分析方法が得られる。
【００１２】また、本発明によれば、波長を一定範囲に
おいて変化させることができる光源と、この光源からの
光線を受ける試料ガスを収容している試料セルと、この
試料セル中の試料ガスを通過してきた前記光源からの光
線の強度を検出する光検出器と、前記試料セル中の試料
ガスの温度を検出する温度検出手段と、試料ガス中の第
１の同位体における吸収線の吸収強度の第１の温度変化
率を求める第１の温度変化率演算手段と、試料ガス中の
第２の同位体における吸収線の吸収強度の第２の温度変
化率を求める第１の温度変化演算手段と、前記光検出器
からの出力に基づいて試料ガス中の第１および第２の同
位体の光吸収強度を測定して第１および第２の光吸収強
度測定値を求める光吸収強度測定手段と、前記温度検出
手段からの試料ガス温度測定値と前記第１の温度変化率
演算手段からの第１の温度変化率と前記第２の温度変化
率演算手段からの第２の温度変化率とに基づいて第１お
よび第２の変動値を求める変動値演算手段と、この変動
値演算手段からの第１および第２の変動値に基づいて前
記光吸収強度測定手段からの第１および第２の光吸収強
度測定値を補正して第１および第２の光吸収強度補正値
を求める光吸収強度補正演算手段と、この光吸収強度補
正演算手段からの第１および第２の光吸収強度補正値に
基づいて同位体比を求める同位体比演算手段とを具備す
ることを特徴とする同位体比演算装置が得られる。
おいて変化させることができる光源と、この光源からの
光線を受ける試料ガスを収容している試料セルと、この
試料セル中の試料ガスを通過してきた前記光源からの光
線の強度を検出する光検出器と、前記試料セル中の試料
ガスの温度を検出する温度検出手段と、試料ガス中の第
１の同位体における吸収線の吸収強度の第１の温度変化
率を求める第１の温度変化率演算手段と、試料ガス中の
第２の同位体における吸収線の吸収強度の第２の温度変
化率を求める第１の温度変化演算手段と、前記光検出器
からの出力に基づいて試料ガス中の第１および第２の同
位体の光吸収強度を測定して第１および第２の光吸収強
度測定値を求める光吸収強度測定手段と、前記温度検出
手段からの試料ガス温度測定値と前記第１の温度変化率
演算手段からの第１の温度変化率と前記第２の温度変化
率演算手段からの第２の温度変化率とに基づいて第１お
よび第２の変動値を求める変動値演算手段と、この変動
値演算手段からの第１および第２の変動値に基づいて前
記光吸収強度測定手段からの第１および第２の光吸収強
度測定値を補正して第１および第２の光吸収強度補正値
を求める光吸収強度補正演算手段と、この光吸収強度補
正演算手段からの第１および第２の光吸収強度補正値に
基づいて同位体比を求める同位体比演算手段とを具備す
ることを特徴とする同位体比演算装置が得られる。
【００１３】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
に説明する。
【００１４】図１は本発明の１実施例を示すブロック図
である。図１に示す実施例においては、図３に示す同位
体比分析装置と同一の構成要素には同一の符号が付され
ている。
である。図１に示す実施例においては、図３に示す同位
体比分析装置と同一の構成要素には同一の符号が付され
ている。
【００１５】前記試料セル２の内部には、試料ガスの温
度を検出する温度センサ８が設けられている。この温度
センサ８の温度測定値は光吸収強度補正装置９に与えら
れる。この光吸収強度補正装置９には、第１の温度変化
率演算装置１０と第２の温度変化率演算装置１１の出力
が与えられる。前記第１の温度変化率演算装置１０は、
試料セル２中の第１の同位体における吸収線の吸収強度
の第１の温度変化率を求めて光吸収強度補正装置９に与
える。前記第２の温度変化率演算装置１１は、試料セル
２中の第２の同位体における吸収線の吸収強度の第２の
温度変化率を求めて光吸収強度補正装置９に与える。
度を検出する温度センサ８が設けられている。この温度
センサ８の温度測定値は光吸収強度補正装置９に与えら
れる。この光吸収強度補正装置９には、第１の温度変化
率演算装置１０と第２の温度変化率演算装置１１の出力
が与えられる。前記第１の温度変化率演算装置１０は、
試料セル２中の第１の同位体における吸収線の吸収強度
の第１の温度変化率を求めて光吸収強度補正装置９に与
える。前記第２の温度変化率演算装置１１は、試料セル
２中の第２の同位体における吸収線の吸収強度の第２の
温度変化率を求めて光吸収強度補正装置９に与える。
【００１６】前記光検出器５の出力は光吸収強度測定装
置１２に与えられる。この光吸収強度測定装置１２は、
光検出器５からの出力に基づいて試料ガス中の第１およ
び第２の同位体の光吸収強度測定値を求めて光吸収強度
補正装置９に与える。
置１２に与えられる。この光吸収強度測定装置１２は、
光検出器５からの出力に基づいて試料ガス中の第１およ
び第２の同位体の光吸収強度測定値を求めて光吸収強度
補正装置９に与える。
【００１７】前記光吸収強度補正装置９は、前記温度セ
ンサ８からの温度測定値と第１および第２の温度変化率
演算装置１０、１１からの第１および第２の温度変化率
とに基づいて第１および第２の変動値を求め、次にこれ
らの第１および第２の変動値に基づいて光吸収強度測定
装置１２からの第１および第２の光吸収強度測定値を補
正して第１および第２の光吸収強度補正値を求めて同位
体比演算装置１３に与える。この同位体比演算装置１３
は、前記第１および第２の光吸収強度補正値に基づいて
同位体比を求める。
ンサ８からの温度測定値と第１および第２の温度変化率
演算装置１０、１１からの第１および第２の温度変化率
とに基づいて第１および第２の変動値を求め、次にこれ
らの第１および第２の変動値に基づいて光吸収強度測定
装置１２からの第１および第２の光吸収強度測定値を補
正して第１および第２の光吸収強度補正値を求めて同位
体比演算装置１３に与える。この同位体比演算装置１３
は、前記第１および第２の光吸収強度補正値に基づいて
同位体比を求める。
【００１８】次に炭素の同位体比分析装置の具体的な例
を説明する。
を説明する。
【００１９】光の吸収は下のエネルギー準位（以下単に
下準位と略記する）にいる分子が光を吸収して上のエネ
ルギー準位（以下単に上準位と略記する）に遷移した場
合に起こるが、下準位にいる分子数が変化すると吸収強
度が変化する。この下準位に存在する分子数は温度によ
り変化し、その温度依存性は測定する吸収線の下準位の
エネルギーレベルが違うと異なる。
下準位と略記する）にいる分子が光を吸収して上のエネ
ルギー準位（以下単に上準位と略記する）に遷移した場
合に起こるが、下準位にいる分子数が変化すると吸収強
度が変化する。この下準位に存在する分子数は温度によ
り変化し、その温度依存性は測定する吸収線の下準位の
エネルギーレベルが違うと異なる。
【００２０】測定される吸収線のスペクトル構造はＣＯ
2 分子の振動・回転遷移スペクトルである。（例 12Ｃ
Ｏ2 スペクトルの振動・回転遷移 ００００１→３００
１２、Ｒ（４６）、13ＣＯ2 スペクトルの振動回転遷移
００００１→３００１１、Ｒ（１６））通常、同位体
比の測定に使用される両吸収線での振動遷移の下準位は
規定準位（例では００００１）なので、振動遷移の温度
依存性は考慮する必要がないが、回転遷移の下準位は異
なるので温度依存性を考慮する必要がある。
2 分子の振動・回転遷移スペクトルである。（例 12Ｃ
Ｏ2 スペクトルの振動・回転遷移 ００００１→３００
１２、Ｒ（４６）、13ＣＯ2 スペクトルの振動回転遷移
００００１→３００１１、Ｒ（１６））通常、同位体
比の測定に使用される両吸収線での振動遷移の下準位は
規定準位（例では００００１）なので、振動遷移の温度
依存性は考慮する必要がないが、回転遷移の下準位は異
なるので温度依存性を考慮する必要がある。
【００２１】回転遷移の下準位の分子数の変化率△Ｎｒ
／Ｎｒは、次の式（１）で近似できる。
／Ｎｒは、次の式（１）で近似できる。
【００２２】 △Ｎｒ／Ｎｒ＝△Ｔ・（Ｑ／Ｔ−１）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１） ここで、Ｑ＝（Ｂ・Ｊ（Ｊ＋１）−Ｄ・Ｊ2 （Ｊ＋１）
2 ）・ｈ・Ｃ／ｋである。ただし、ＮｒはＣＯ2 分子の
温度が基準温度Ｔである時の回転遷移の下準位に存在す
るＣＯ2 分子の分子数。△ＮｒはＣＯ2 分子の温度が△
Ｔ変化した時の下準位に存在すＣＯ2 分子の変化数。Ｔ
は基準温度（絶対温度）、△ＴはＴからの温度変化、Ｂ
はＣＯ2 分子の回転定数、ＤはＣＯ2 分子の歪定数、Ｊ
はＣＯ2分子の回転量子数、ｈはプランク定数、Ｃは光
速、ｋはボルツマン定数を示す。
2 ）・ｈ・Ｃ／ｋである。ただし、ＮｒはＣＯ2 分子の
温度が基準温度Ｔである時の回転遷移の下準位に存在す
るＣＯ2 分子の分子数。△ＮｒはＣＯ2 分子の温度が△
Ｔ変化した時の下準位に存在すＣＯ2 分子の変化数。Ｔ
は基準温度（絶対温度）、△ＴはＴからの温度変化、Ｂ
はＣＯ2 分子の回転定数、ＤはＣＯ2 分子の歪定数、Ｊ
はＣＯ2分子の回転量子数、ｈはプランク定数、Ｃは光
速、ｋはボルツマン定数を示す。
【００２３】本発明はこのような関係を測定同位体比の
温度補正にうまく利用したものである。
温度補正にうまく利用したものである。
【００２４】本発明の実施例において、前記第１の温度
変化率演算装置１０は下準位に存在する12ＣＯ2 の分子
数の変化率を計算して12ＣＯ2 の吸収強度の変化率を求
め、かつ、第２の温度変化率演算装置１１は下準位に存
在する13ＣＯ2 の分子数の変化率を計算し13ＣＯ2 の吸
収強度の変化率を求めるものである。前記光吸収強度補
正装置９は図２に示すように13ＣＯ2 ／12ＣＯ2 の吸収
強度比を検出する吸収強度比検出回路９ａと、前記第１
および第２の温度変化率演算装置１０、１１からの出力
値１０ａ、１１ａを加算する加算回路９ｂと、この加算
回路９ｂからの出力値と吸収強度比検出回路９ａからの
出力値とを乗算する乗算回路９ｃとを有している。
変化率演算装置１０は下準位に存在する12ＣＯ2 の分子
数の変化率を計算して12ＣＯ2 の吸収強度の変化率を求
め、かつ、第２の温度変化率演算装置１１は下準位に存
在する13ＣＯ2 の分子数の変化率を計算し13ＣＯ2 の吸
収強度の変化率を求めるものである。前記光吸収強度補
正装置９は図２に示すように13ＣＯ2 ／12ＣＯ2 の吸収
強度比を検出する吸収強度比検出回路９ａと、前記第１
および第２の温度変化率演算装置１０、１１からの出力
値１０ａ、１１ａを加算する加算回路９ｂと、この加算
回路９ｂからの出力値と吸収強度比検出回路９ａからの
出力値とを乗算する乗算回路９ｃとを有している。
【００２５】本実施例においては、次のように炭素の同
位体比を求める。
位体比を求める。
【００２６】（１）試料セル２内の試料ガスの12ＣＯ2
と13ＣＯ2 の吸収線を測定すると同時に試料セル２内の
試料ガスの温度を測定する。
と13ＣＯ2 の吸収線を測定すると同時に試料セル２内の
試料ガスの温度を測定する。
【００２７】（２）吸収強度比検出回路９ａで12ＣＯ2
と13ＣＯ2 の吸収線より両吸収強度を求めて両強度比を
求める。
と13ＣＯ2 の吸収線より両吸収強度を求めて両強度比を
求める。
【００２８】（３）第１の温度変化率演算装置１０にお
いて、測定した試料ガスの温度測定値と下準位のエネル
ギー準位より前記式（１）に基づいて12ＣＯ2 の分子数
の変化率を求めて12ＣＯ2 の吸収強度の変化率とする。
同様に第２の温度変化率演算装置１１において、前記温
度測定値と下準位のエネルギー準位より式（１）に基づ
いて13ＣＯ2 の分子数の変化率を求めて13ＣＯ2 の吸収
強度の変化率とする。
いて、測定した試料ガスの温度測定値と下準位のエネル
ギー準位より前記式（１）に基づいて12ＣＯ2 の分子数
の変化率を求めて12ＣＯ2 の吸収強度の変化率とする。
同様に第２の温度変化率演算装置１１において、前記温
度測定値と下準位のエネルギー準位より式（１）に基づ
いて13ＣＯ2 の分子数の変化率を求めて13ＣＯ2 の吸収
強度の変化率とする。
【００２９】（４）前記第１のおよび第２の温度変化率
演算装置１０、１１は、マイクロコンピュータを用いて
計算してもよいし、又コンピュータで予め計算しＲＯＭ
（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶してもよ
い。更に、ここでは計算で変化率を求めたが、予め選択
された12ＣＯ2 と13ＣＯ2 の振動・回転遷移スペクトル
の吸収強度の温度変化率を実験で測定し、その値を用い
てもよい。（12ＣＯ2の吸収強度の温度変化率は試料ガ
スの温度を基準温度Ｔ近辺で変化させ各温度における12
ＣＯ2 の吸収線の吸収強度を測定し、温度Ｔにおける吸
収強度を基準とした温度変化率を求める。13ＣＯ2 の吸
収強度の温度変化率も12ＣＯ2 同様、試料ガスの温度を
変化させ各温度における13ＣＯ2 の吸収線の吸収強度を
測定して温度Ｔの吸収強度を基準とした温度変化率を求
める） （５）加算回路９ｂにおいて第１および第２の温度変化
率演算装置１０、１１で求めた変化率を加算し総合の変
化率を求める。
演算装置１０、１１は、マイクロコンピュータを用いて
計算してもよいし、又コンピュータで予め計算しＲＯＭ
（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶してもよ
い。更に、ここでは計算で変化率を求めたが、予め選択
された12ＣＯ2 と13ＣＯ2 の振動・回転遷移スペクトル
の吸収強度の温度変化率を実験で測定し、その値を用い
てもよい。（12ＣＯ2の吸収強度の温度変化率は試料ガ
スの温度を基準温度Ｔ近辺で変化させ各温度における12
ＣＯ2 の吸収線の吸収強度を測定し、温度Ｔにおける吸
収強度を基準とした温度変化率を求める。13ＣＯ2 の吸
収強度の温度変化率も12ＣＯ2 同様、試料ガスの温度を
変化させ各温度における13ＣＯ2 の吸収線の吸収強度を
測定して温度Ｔの吸収強度を基準とした温度変化率を求
める） （５）加算回路９ｂにおいて第１および第２の温度変化
率演算装置１０、１１で求めた変化率を加算し総合の変
化率を求める。
【００３０】（６）乗算回路９ｃにおいて、吸収強度比
検出回路９ａで求めた同位体比に加算回路９ｂで求めた
吸収強度の変化率をかけ、測定同位体比の温度による誤
差を低減する。
検出回路９ａで求めた同位体比に加算回路９ｂで求めた
吸収強度の変化率をかけ、測定同位体比の温度による誤
差を低減する。
【００３１】なお、従来の炭素同位体分析装置の説明で
記述したロックイン増幅器を用いて検出した吸収線より
吸収強度比を求めてもよい。更に、ここでは炭素同位体
の分析の補正方法及び装置で記述したが本方法及び装置
は炭素、窒素、水素等の同位体の分析の補正にも適用で
きる。
記述したロックイン増幅器を用いて検出した吸収線より
吸収強度比を求めてもよい。更に、ここでは炭素同位体
の分析の補正方法及び装置で記述したが本方法及び装置
は炭素、窒素、水素等の同位体の分析の補正にも適用で
きる。
【００３２】
【発明の効果】本発明は、測定同位体比の温度変動を補
正することができるから、高精度で同位体比を測定して
分析することができる。
正することができるから、高精度で同位体比を測定して
分析することができる。
【図１】本発明の同位体比分析装置の１実施例を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】本発明の１実施例における光吸収強度補正放置
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図３】従来の同位体比分析装置を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】本発明及び従来の同位体比分析装置における光
吸収強度を説明するための図である。
吸収強度を説明するための図である。
１ 半導体レーザ ２ 試料セル ５ 光検出器 ６ 温度制御部 ７ 電流制御部 ８ 温度センサ ９ 光吸収強度補正装置 １０ 第１の温度変化率演算装置 １１ 第２の温度変化率演算装置 １２ 光吸収強度測定装置 １３ 同位体比演算装置
Claims (2)
- 【請求項１】 試料ガス中の同位体の光吸収強度により
同位体比を分析する同位体比分析方法において、 第１の同位体における吸収線の吸収強度の第１の温度変
化率を求め、 第２の同位体における吸収線の吸収強度の第２の温度変
化率を求め、 試料ガス中の第１および第２の同位体の光吸収強度を測
定して第１および第２の光吸収強度測定値を求め、 これらの第１および第２の光吸収強度測定値を求めるの
と同時に試料ガスの温度を検出して試料ガス温度測定値
を求め、 この試料ガス温度測定値と前記第１および第２の温度変
化率に基づいて第１および第２の変動値を求め、かつ、 これらの第１および第２の変動値により前記第１および
第２の光吸収強度測定値を補正することを特徴とする同
位体比分析方法。 - 【請求項２】 波長を一定範囲において変化させること
ができる光源と、 この光源からの光線を受ける試料ガスを収容している試
料セルと、 この試料セル中の試料ガスを通過してきた前記光源から
の光線の強度を検出する光検出器と、 前記試料セル中の試料ガス中の第１の温度を検出する温
度検出手段と、 試料ガス中の同位体における吸収線の吸収強度の第１の
温度変化率を求める第１の温度変化率演算手段と、 試料ガス中の第２の同位体における吸収線の吸収強度の
第２の温度変化率を求める第２の温度変化率演算手段
と、 前記光検出器からの出力に基づいて試料ガスの第１およ
び第２の同位体の光吸収強度を測定して第１および第２
の光吸収強度測定値を求める光吸収強度測定手段と、 前記温度検出手段からの試料ガス温度測定値と前記第１
の温度変化率演算手段からの第１の温度変化率と前記第
２の温度変化率演算手段からの第２の温度変化率とに基
づいて第１および第２の変動値を求める変動値演算手段
と、 この変動値延在手段からの第１および第２の変動値に基
づいて前記光吸収強度測定手段からの第１および第２の
光吸収強度測定値を補正して第１および第２の光吸収強
度補正値を求める光吸収強度補正演算手段と、 この光吸収強度補正演算手段からの第１および第２の光
吸収強度補正値に基づいて同位体比を求める同位体比演
算手段とを具備することを特徴とする同位体比演算装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4295610A JP2686698B2 (ja) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | 同位体比分析方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4295610A JP2686698B2 (ja) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | 同位体比分析方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06148070A true JPH06148070A (ja) | 1994-05-27 |
| JP2686698B2 JP2686698B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=17822858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4295610A Expired - Fee Related JP2686698B2 (ja) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | 同位体比分析方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2686698B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001027596A1 (fr) * | 1999-10-12 | 2001-04-19 | Nok Corporation | Capteur de co |
| WO2002018918A1 (fr) * | 2000-08-31 | 2002-03-07 | Japan Science And Technology Corporation | Procede d'analyse spectrochimique d'absorption d'isotopes et dispositif correspondant |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5188291A (ja) * | 1974-12-19 | 1976-08-02 | ||
| JPS5342889A (en) * | 1976-09-30 | 1978-04-18 | Nippon Bunko Kogyo Kk | Measuring method of methabolism function of organ |
| JPS6111634A (ja) * | 1984-06-28 | 1986-01-20 | Japan Spectroscopic Co | ↑１↑３ｃｏ↓２の測定方法及び装置 |
| JPS6197552A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-16 | Toshiba Corp | ウランの濃縮度測定方法 |
-
1992
- 1992-11-05 JP JP4295610A patent/JP2686698B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5188291A (ja) * | 1974-12-19 | 1976-08-02 | ||
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| JPS6197552A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-16 | Toshiba Corp | ウランの濃縮度測定方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001027596A1 (fr) * | 1999-10-12 | 2001-04-19 | Nok Corporation | Capteur de co |
| WO2002018918A1 (fr) * | 2000-08-31 | 2002-03-07 | Japan Science And Technology Corporation | Procede d'analyse spectrochimique d'absorption d'isotopes et dispositif correspondant |
| JP2002071557A (ja) * | 2000-08-31 | 2002-03-08 | Japan Science & Technology Corp | アイソトポマー吸収分光分析方法及びその装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2686698B2 (ja) | 1997-12-08 |
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